Advanced Gateways in Automotive Applications

Heutige Steuergeräte in Kraftfahrzeugen sind über eine Reihe von unabhängigen Netzwerken, wie CAN, MOST und zukünftig FlexRay, miteinander verbunden. Die zunehmende Verknüpfung stellt derzeit eine der am stärksten wachsenden Bereiche in der Automobilelektronik dar. In den vergangenen Jahren sind durch die dadurch gestiegenen Möglichkeiten viele neue Funktionen entstanden, insbesondere im Bereich der Fahrerassistenzsysteme. Für die Verbindung von Netzwerken sind komplexe Gateway-Systeme notwendig. Derzeit sind diese System-On-Chips mit schnellen CPUs und großen RAMs ausgestattet, speziell um die Gateway-Funktionen in Software zu realisieren. Mit der Zunahme von Datendurchsatz und Schnittstellenanzahl im Gateway, führt dies mittlerweile zu nicht mehr tragbarem Latenz- und Jitterverhalten. Hardwarebasierte Lösungen können die Gateway-Funktionen mit harten Echtzeitanforderungen erfüllen und die bekannten Probleme verhindern. Das entwickelte Gateway-Konzept ist vielseitig und dadurch mit verschiedenen Netzwerktypen nutzbar. Es ermöglicht die Verlagerung der Gateway-Funktion in Hardware, ohne die Notwendigkeit einer schnellen CPU und eines großen Puffer-Speichers. Der CPU-Zugang zu den darunter liegenden Netzwerkschnittstellen ist weiterhin möglich, um weitere Funktionen im Steuergerät zu ermöglichen. Für die Gateway-Konfiguration gibt es viele nicht-standardisierte Konfigurationsformate. Das macht den Austausch von Daten zwischen verschiedenen Formaten fehleranfällig und zeitaufwendig. Ein einheitliches Beschreibungsformat war notwendig und fand sich im Field Bus Exchange Format (FIBEX). Auch intern weisen Gateways verschiedene proprietäre Konfigurationsformate auf. Die entwickelte Gateway-Toolchain ist daher in der Lage eine FIBEX-Konfiguration mit allen darin enthaltenen Konfigurationen zu laden und diese in das interne Format des Gateways zu übersetzen. Die Verifikation eines solchen komplexen Gateway-Systems ist problematisch. Die Programmierung einer Restbussimulation wird üblicherweise manuell vorgenommen, was viel Zeit erfordert und fast nie den kompletten Bereich möglicher Gateway-Funktionen testet. Ein Tool zur automatisierten Erzeugung von Konfigurationen für die Verifikationsumgebung wurde entwickelt. Diese Regressionstestumgebung liefert Fehlermeldungen, deren Muster helfen können Fehler in Hard- und Software zu finden. Detaillierte Statistiken über Latenz und Jitter jeder Gateway-Funktion werden parallel erhoben. Die Benutzung von FIBEX als einheitliches Format für Gateway und Testumgebung hilft dabei Inkonsistenzen zu vermeiden.

Author dc:creator

• Lorenz, Tobias

Advisor dc:contributor.advisor

• Manck, Otto

Licence dc:rights.uri

• http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/

Language dc:language.iso

en, English

Identifier URI

urn:nbn:de:kobv:83-opus-19462
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2003

OAI identifier oai:identifier

oai:depositonce.tu-berlin.de:11303/2300